【題目】CO2是重要的化工原料,也是應(yīng)用廣發(fā)的化工產(chǎn)品。CO2與過氧化鈉或超氧化鉀反應(yīng)可產(chǎn)生氧氣。
完成下列計算:
(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后的體積為_________L(標準狀況)。
(2)某H2中含有2.40 molCO2,該混合氣體通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反應(yīng),該NaOH溶液的濃度為_______。
(3)CO2和KO2有下列反應(yīng):
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2
若9 mol CO2在密封艙內(nèi)和KO2反應(yīng)后生成9 mol O2,則反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的量應(yīng)該是多少?列式計算。
(4)甲烷和水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2
已知:CO+2H2CH3OH CO2+3H2CH3OH+H2O
300 mol CH4完全反應(yīng)后的產(chǎn)物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若獲得甲醇350 mol,殘留氫氣120 mol,計算CO2的轉(zhuǎn)化率。
【答案】(1)89.6
(2)2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L
(3)
n(H2O)=(9/6)×2=3(mol)
(4)300 mol CH4完全反應(yīng)產(chǎn)生H2 900mol
設(shè)CO2轉(zhuǎn)化率為α,CO轉(zhuǎn)化率為β
300β+100α=350 600β+300α=900-120
α=80%
或設(shè)CO2轉(zhuǎn)化率為α 900350×2100α=120 α=80/100=80%
【解析】
試題分析:
(1)碳酸氫銨分解的化學(xué)方程式為:NH4HCO3H2O+NH3↑+CO2↑,從方程式可以看出,分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后,所得氣體為NH3和CO2,且n(NH3)+ n(CO2)=2n(NH4HCO3)=2×2.00mol=4.00mol,則V(混合氣體)=4.00mol×22.4L/mol=89.6L,即分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后的體積為89.6L。
(2)根據(jù)題意要求,2.40 molCO2被完全吸收,NaOH也完全反應(yīng),則反應(yīng)的產(chǎn)物可能是Na2CO3(此時NaOH的濃度最大)或NaHCO3(此時NaOH的濃度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用極值思想分析兩個特殊情況:
①CO2+NaOH=NaHCO3,n(NaOH)= n(CO2)=2.40mol,則c(NaOH)==1.20mol/L;
②CO2+2NaOH=Na2CO3,n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,則c(NaOH)==2.40mol/L;
綜合①、②可知,NaOH溶液的濃度應(yīng)該1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。
(3)法一:
依題意,9 mol CO2在密封艙內(nèi)和KO2反應(yīng)后生成9 mol O2,即n(CO2)∶n(O2)=1∶1,通過觀察題給兩個方程式可知,當把兩個方程式相加時正好符合題目要求:
8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2
所以有n(H2O)=n(CO2)=×9mol=3mol,即反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的物質(zhì)的量為3mol。
法二:
設(shè)反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的物質(zhì)的量為n
4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2
2n n 1.5n
4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2
9-2n 1.5(9-2n)
根據(jù)題意生成氧氣9mol,所以有1.5n+ 1.5(9-2n)=9mol,解得n=3mol,即反應(yīng)前密封艙內(nèi)
H2O的物質(zhì)的量為3mol。
(4)法一:
CH4 + H2O → CO + 3H2
300mol 300mol 900mol
設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為α,CO的轉(zhuǎn)化率為β
p>CO + 2H2 → CH3OH CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol
根據(jù)題意,共生成350mol甲醇,所以有300βmol+100αmol=350mol-------①式
根據(jù)題意,反應(yīng)后殘留氫氣120mol,則實際參加反應(yīng)的氫氣為900mol-350mol,所以有
600βmol+300αmol=900mol-350mol--------②式
由①②式可得α=0.8,即設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。
法二:
在合成甲醇的反應(yīng)中,氫元素在生成物中有兩種存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為α
CH4 + H2O → CO + 3H2
300mol 900mol
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
100αmol 100αmol
根據(jù)題意,反應(yīng)后殘留氫氣120mol,則實際參加反應(yīng)的氫氣為900mol-350mol,根據(jù)反應(yīng)中氫元素的守恒可有:900mol-120mol=350mol×2+100αmol,解得α=0.8,即設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的流程如下:
請回答下列問題:
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃儀器有______________________ 。
(2)寫出濾液A中一種溶質(zhì)與過量NaOH溶液反應(yīng)進入濾液B中的離子方程式_______________________________。
(3)若步驟①中沒有過濾操作而直接進入步驟②,對后面操作將產(chǎn)生的影響是_______________________________。
(4)寫出由溶液B生成Al(OH)3的離子方程式:_______________________________。
(5)工藝流程中涉及氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。
(6)生產(chǎn)過程中,除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外,還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 (填化學(xué)式)。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是 (填化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)氧元素與氟元素能形成OF2分子,該分子的空間構(gòu)型為__________。
(2)與等電子體的分子 ,根據(jù)等電子體原理在中氮原子軌道雜化類型是__________;與N2是等電子體,1 mol中含有的π鍵數(shù)目為__________個。
(3)下列物質(zhì)的分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是__________。
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
(4)O3分子是否為極性分子?__________。(填“是”或“否”)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇可以有效利用資源,同時又可控制溫室氣體.原理為:CO2+3H2CH3OH+H2O
(1)由圖1所示的能量變化,寫出將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式_____________。
(2)一定溫度下,若上述制備甲醇的反應(yīng)在體積為2L的密閉容器中進行并保持溫度不變,起始時投入1moICO2、4molH2,達到平衡時H2與CO2的物質(zhì)的量之比為8 :1 , CO2的轉(zhuǎn)化率是_____________.
(3)以甲醇燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含Cr2O72-)時,實驗室利用圖2裝置模擬該法:
①M區(qū)發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________。
②己知電解池溶液里以Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式________________。
(4)處理廢水時,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,當Cr3+沉淀完全,溶液的pH_______________。(己知Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31,lg2=0.3) 。
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【題目】分子式為C8H16O2的有機物A,能在酸性條件下水解生成有機物C和D,且C在一定條件可被氧化,最終轉(zhuǎn)化成D,則A的可能結(jié)構(gòu)有 ( )
A.2種 B.3種 C.4種 D.5種
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【題目】具有水果香味的中性物質(zhì)A可以發(fā)生下列變化:
(1) 其中的弱酸是_____________________,G的結(jié)構(gòu)簡式為___________
(2) 寫出下列變化的方程式:
A+NaOH→B+C的化學(xué)方程式:_____________________________________________
C→D的化學(xué)方程式:__________________________________________
D的銀鏡反應(yīng)的離子方程式:_____________________________
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【題目】某研究性學(xué)習小組對教材中的鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置圖做了如圖所示的優(yōu)化。通過觀察硬質(zhì)玻璃管Ⅱ和干燥管Ⅱ中的現(xiàn)象證明鐵與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng),用試管收集產(chǎn)生的經(jīng)干燥的氣體,并靠近火焰點火,觀察現(xiàn)象。
請回答下列問題:
(1)在圓底燒瓶內(nèi)放入少許碎瓷片,其作用是 。
(2)寫出鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(3)實驗時將鐵粉與石棉絨混合放在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中,其原因可能是 (填“A”“B”或“C”)。
A.石棉絨的作用是催化劑
B.石棉絨的作用是使鐵粉受熱均勻
C.石棉絨的作用是作鐵粉的載體以及防止鐵粉被吹入導(dǎo)管引起堵塞
(4)酒精燈a和酒精噴燈點燃的順序是 ,原因是 。
(5) 能證明鐵與水蒸氣反應(yīng)的現(xiàn)象是 。
(6) 試管中收集的氣體是氫氣,如果要在A處玻璃管處點燃該氣體,則必須對該氣體進行 ,方法是 。
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【題目】下列各組內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中,能與FeSO4發(fā)生反應(yīng)的是( )
① Na2O2和H2O ② Al和NaOH溶液 ③ MnO2和濃鹽酸共熱 ④ 銅片和濃硫酸共熱
A. 只有①② B. 只有①③ C. 只有②③ D. 只有③④
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【題目】下列有關(guān)表述正確的是( )
A.離子晶體一定含金屬陽離子
B.非金屬元素形成的單質(zhì)一定是分子晶體
C.在共價化合物分子中各原子都形成8電子結(jié)構(gòu)
D.共價鍵能存在于共價化合物中,也能存在于離子化合物中
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